Bage EAV

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TICs podem complicar As TICs são imprescindíveis Modellus

Modelagem computacional no Ensino de Física

1 o

Ciclo de palestras sobre ensino de Ciências paralelo 31

Bagé, RS, 28 de outubro de 2011

Eliane Angela Veit (eav@if.ufrgs.br)

Instituto de Física

UFRGS

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TICs podem complicar As TICs são imprescindíveis Modellus

As TICs podem complicar o ensino de Física

As TICs são imprescindíveis ao ensino de Fisica no século XXI

Algumas possibilidades: lápis e papel, Phet, Modellus, planilha

eletrônica, instrumentos de aprendizagem no ensino de Física

(3)

TICs podem complicar

As TICs são imprescindíveis Modellus

Do mundo real ao mundo idealizado

Ver não é suficiente Requerem novas condições

O processo de modelagem científica

Foco: Física

Ilustração do processo de

modelagem científica, de

modo algum o único modo

de fazer Ciência!

Não uma “receita de bolo”

(4)

(5)

Fazem-se recortes...

Questão-foco

Considerando o movimento do

jet ski, onde podemos localizá-lo

com o passar do tempo?

(6)

Do mundo real ao mundo abstrato

Mundo real

com sua riqueza e

complexidade

Mundo idealizado

resultante da modelagem

do sistema físico

(7)

Em Física é preciso distinguir o mundo real

com sua riqueza e complexidade

(Bunge, 1974)

(8)

Em Física é preciso distinguir o mundo real do idealizado.

Mundo real, com sua

riqueza e complexidade

Mundo idealizado,

resultante da modelagem

do sistema fisico

(9)

No fazer da Física, modelos são mediadores. . .

(10)

Durante séculos: experimental e teórica

Em termos de ensino discute-se:

aula teórica x experimental?

condução de atividades experimentais?

demonstrações x realização de experiências?

Os alunos apresentam dificuldades para relacionar conteúdos

teóricos das aulas de Física com o mundo físico que

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Durante séculos: experimental e teórica

Em termos de ensino discute-se:

aula teórica x experimental?

condução de atividades experimentais?

demonstrações x realização de experiências?

Os alunos apresentam dificuldades para relacionar conteúdos

teóricos das aulas de Física com o mundo físico que

vivenciam.

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(13)

Simulações computacionais no ensino de Física

(14)

Ver não é suficiente

Requerem novas condições

Ver não é suficiente

Espaços escuros em um tubo de raios catódicos

1 Já tentei, eles não aparecem. Mas, isso é um detalhe sem grande

importância. Mais importante, para mim, é o aspecto realístico

desta simulação com que pudemos fazer o aluno ver que os raios

catódicos se originam de fato no cátodo.

Medeiros & Medeiros

É preciso estar em alerta para o fato de que essa arma poderosa

pode servir, paradoxalmente, também, para comunicar imagens

distorcidas da realidade com eficiência igualmente maior do que a

das figuras estáticas.

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Ver não é suficiente

Espaços escuros em um tubo de raios catódicos

1 Já tentei, eles não aparecem. Mas, isso é um detalhe sem grande

importância. Mais importante, para mim, é o aspecto realístico

desta simulação com que pudemos fazer o aluno ver que os raios

catódicos se originam de fato no cátodo.

Medeiros & Medeiros

É preciso estar em alerta para o fato de que essa arma poderosa

pode servir, paradoxalmente, também, para comunicar imagens

distorcidas da realidade com eficiência igualmente maior do que a

das figuras estáticas.

1

_{Medeiros & Medeiros (2002)}

(16)

Ver não é suficiente

Espaços escuros em um tubo de raios catódicos

1 Já tentei, eles não aparecem. Mas, isso é um detalhe sem grande

importância. Mais importante, para mim, é o aspecto realístico

desta simulação com que pudemos fazer o aluno ver que os raios

catódicos se originam de fato no cátodo.

Medeiros & Medeiros

É preciso estar em alerta para o fato de que essa arma poderosa

pode servir, paradoxalmente, também, para comunicar imagens

distorcidas da realidade com eficiência igualmente maior do que a

das figuras estáticas.

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Ver não é suficiente

Ao fechar a chave interruptora, onde o fio incandescerá?

2 1/3 respondeu da direita para esquerda (ou vice-versa)

1/3 respondeu que queimaria primeiro no meio

1/3 respondeu que era instantâneo

O aluno não vê necessariamente o que se deseja que ele veja!

2

_{Schlichting apud Duit(2011)}

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Ver não é suficiente

Ao fechar a chave interruptora, onde o fio incandescerá?

2 1/3 respondeu da direita para esquerda (ou vice-versa)

1/3 respondeu que queimaria primeiro no meio

1/3 respondeu que era instantâneo

(19)

Ver não é suficiente

Ao fechar a chave interruptora, onde o fio incandescerá?

2 1/3 respondeu da direita para esquerda (ou vice-versa)

1/3 respondeu que queimaria primeiro no meio

1/3 respondeu que era instantâneo

O aluno não vê necessariamente o que se deseja que ele veja!

2

_{Schlichting apud Duit(2011)}

(20)

Do mundo real ao mundo idealizado Ver não é suficiente

Requerem condições infraestruturais e novas habilidades

prover computadores, projetores

manutenção de hardware e software

os professores precisam dispor de novas habilidades

alunos apresentam dificuldade a cada novo software

os alunos dispersam a sua atenção com as redes sociais

...

(21)

Do mundo real ao mundo idealizado Ver não é suficiente

Em síntese, é preciso:

fazer conexões entre mundo real ↔ modelos teóricos ↔

simulações computacionais

levar o aluno a refletir e se envolver cognitivamente

vencer problemas técnicos

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As TICs são imprescindíveis

Modellus

Instrumentos

Linguagens e representações Abrem novas possibilidade

Quem é capaz de responder?

Se um trem viaja em linha reta durante

2 horas, a 40 km/h, que distância

percorre?

(23)

Modellus

Instrumentos

Vocês são capazes de responder em minutos ou segundos!

Mas para Galileu não foi tão simples assim!

Em Diálogos relativos a duas novas ciências

(1636) Galileu demonstra 6 teoremas sobre

movimento uniforme!

3

_{DiSessa, 1989.}

(24)

Modellus

Instrumentos

Comentários

Não há um único sinal de igual (=) nos manuscritos de

Galileu!

5 A Álgebra surgiu 5 anos depois da publicação de Galileu, com

Descartes (1596-1650).

Galileu não dispunha de todas os instrumentos de que

dispomos hoje!

(25)

Modellus

Instrumentos

Outros instrumentos

(26)

Modellus

Instrumentos

Linguagens e representações

Abrem novas possibilidade

(27)

Modellus

Instrumentos

A linguagem é fundamental:

para dar sentido ao que se ouve ou lê

internalizar significados

compartilhar significados

Vários tipos de linguagens:

verbal

símbolos

gráficos

...

(28)

Modellus

Instrumentos

A linguagem é fundamental:

para dar sentido ao que se ouve ou lê

internalizar significados

compartilhar significados

Vários tipos de linguagens:

verbal

símbolos

gráficos

...

(29)

Modellus

Instrumentos

Um gráfico conta uma história

(30)

Modellus

Instrumentos

(31)

Modellus

Instrumentos

Outras formas de representação

(32)

Modellus

Instrumentos

(33)

Modellus

Instrumentos

Dão nova dimensão ao uso de imagens

http://www.cabrillo.edu/∼dbrown/tracker/

(34)

Modellus

Instrumentos

Transformam o PC em instrumento de medida

Espectro sonoro

(35)

Modellus

Instrumentos

Permitem fazer cálculos

Caos

http://modellus.fct.unl.pt/

(36)

Modellus

Instrumentos

O fazer Física e o Ensino de Física requerem

linguagens apropriadas

representações do mundo real

instrumentos que facilitam trabalhar com tais representações

(37)

TICs podem complicar As TICs são imprescindíveis

Modellus Lápis e papel PHET Modellus Planilha eletrônica

Lápis e papel

Quanto tempo o caminhão demora para atravessar a ponte?

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Modellus

Lápis e papel

PHET Modellus Planilha eletrônica

(39)

Modellus

Lápis e papel

PHET Modellus Planilha eletrônica

Quanto tempo o caminhão demora para atravessar a

ponte?

(40)

PHET

http://phet.colorado.edu/

(41)

Modellus

Lápis e papel PHET

Modellus

Planilha eletrônica

Modellus, um instrumento para a aprendizagem de Física

http://modellus.fct.unl.pt/

(42)

Modellus

Lápis e papel PHET

Modellus

(43)

Modellus

Lápis e papel PHET

Modellus

Permite experiências conceituais

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Atividades exploratórias

(45)

Atividades expressivas

O aluno constrói as suas próprias animações!

(46)

Planilha eletrônica

(47)

Cabe lembrar

... inteligência, emoção, cultura, poesia e arte residem no usuário,

não no software. (Vitor Duarte Teodoro)

Programas são como ferramentas de artistas: ferramentas podem

ajudar artistas, mas elas não produzem arte. Somente artista a

produzem. (Hoyles, Healy e Pozzi, 1994)

(48)

Consulte o CREF

http://www.if.ufrgs.br/cref/

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